煤氣化技術(shù)是煤化工產(chǎn)業(yè)鏈的核心技術(shù),尤其是以氣流床氣化法為代表的煤氣化技術(shù)。論文首先對德士古氣化過程進行了穩(wěn)態(tài)模擬與優(yōu)化,然后在此基礎(chǔ)上進行了動態(tài)模擬,為開發(fā)煤氣化工藝包鑒定了基礎(chǔ)。以德士古水煤漿氣化爐為研究對象,分析了氣化過程的發(fā)生的反應,得到反應體系的獨立反應數(shù)為3。在此基礎(chǔ)上計算得到氣化反應中H2的最高摩爾分數(shù)為60.9%,此時CO的摩爾分數(shù)為0,H2的最低摩爾分數(shù)為31.4%,此時CO2的摩爾分數(shù)為0。在Aspen Plus軟件中,建立了基于Gibbs自由能最小化的德士古水煤漿氣化過程的穩(wěn)態(tài)模擬,并將模擬結(jié)果與實際數(shù)據(jù)進行對比,模擬結(jié)果與實際過程吻合較好。在此基礎(chǔ)上考察了水煤漿濃度、氧煤比、熱損失、碳轉(zhuǎn)化率這幾個因素對氣化結(jié)果的影響,同時考察了水的用量對水汽比的影響。最后,建立了德士古氣化爐的操作線。在穩(wěn)態(tài)模擬的基礎(chǔ)上,建立了水煤漿氣化過程的動態(tài)模型,根據(jù)工業(yè)過程實際情況,建立了氣化爐的控制系統(tǒng),分析了煤漿流量和煤漿濃度擾動對氣化過程關(guān)鍵參數(shù)的影響。對于煤漿濃度階躍±5%,水量減少,溫度增加,但是偏差非常的小,只有不到0.4 oC,此系統(tǒng)達到平衡時所需要的時間在2.5 h左右。... 

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號一覽表
1 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 氣流床氣化技術(shù)概述
        1.2.1 德士古氣化技術(shù)的特點
        1.2.2 德士古氣化過程的工藝條件與指標
    1.3 氣流床氣化過程的模型化研究現(xiàn)狀
        1.3.1 熱力學平衡模型
        1.3.2 氣化爐的速率模型
    1.4 流程模擬軟件在化工中的應用
        1.4.1 概述
        1.4.2 過程仿真方法
        1.4.3 商業(yè)化流程模擬軟件
    1.5 論文的研究內(nèi)容
2 煤氣化過程的反應體系分析與平衡計算
    2.1 化學反應過程體系分析
    2.2 煤氣化過程的分析
    2.3 氣化過程的物料與能量衡算
        2.3.1 概述
        2.3.2 煤的數(shù)據(jù)組成
        2.3.3 氣化過程的物料衡算
        2.3.4 熱量平衡
    2.4 小結(jié)
3 德士古煤氣化過程的穩(wěn)態(tài)模擬
    3.1 德士古水煤漿氣化過程概述
        3.1.1 煤漿制備單元
        3.1.2 氣化單元
        3.1.3 水洗單元
        3.1.4 灰水處理單元
    3.2 德士古水煤漿氣化過程的建模
        3.2.1 氣流床氣化過程的建模分析
        3.2.2 水洗過程的建模分析
        3.2.3 組分規(guī)定與計算
        3.2.4 物性方法的選擇
    3.4 德士古水煤漿氣化過程的穩(wěn)態(tài)模擬
    3.5 小結(jié)
4 靈敏度分析與氣化爐操作線建立
    4.1 水煤漿濃度對氣化結(jié)果的影響
    4.2 氧煤比對氣化結(jié)果的影響
    4.3 碳轉(zhuǎn)化率對氣化結(jié)果的影響
    4.4 氣化工藝用水量對水汽比的影響
    4.5 氣化爐操作線的建立
    4.6 小結(jié)
5 德士古氣化過程的動態(tài)模擬與控制
    5.1 概述
        5.1.1 穩(wěn)態(tài)模擬轉(zhuǎn)換到動態(tài)模擬
        5.1.2 設備尺寸確定
        5.1.3 控制器參數(shù)的確定
    5.2 德士古氣流床氣化過程的動態(tài)模擬
        5.2.1 基于穩(wěn)態(tài)模擬簡化穩(wěn)態(tài)模型
        5.2.2 氣化過程的動力學
        5.2.3 氣化過程動態(tài)模型和控制點的添加
    5.3 氣化過程的動態(tài)分析
        5.3.1 煤漿濃度變化的影響
        5.3.2 煤漿流量變化的影響
    5.4 小結(jié)
6 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻
附錄



本文編號：3735321